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Linux进程地址空间管理与内存映射调试

共计 30 章节

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Linux内核内存管理概述

内存管理子系统的作用 · 虚拟内存与物理内存 · 内存管理核心组件

Linux内核内存管理概述

进程地址空间概念

进程地址空间布局 · 用户空间与内核空间划分 · 地址空间随机化(ASLR)

进程地址空间概念进程地址空间布局

内存描述符(struct mm_struct)

mm_struct结构体定义 · 核心字段解析 · mm_struct的生命周期

mm_struct的创建与销毁

fork()时的mm复制 · exec()时的mm替换 · exit()时的mm释放

虚拟内存区域(VMA)

vm_area_struct结构体 · VMA链表与红黑树 · VMA的查找与遍历

VMA虚拟内存区域

VMA的操作接口

find_vma() · find_vma_intersect… · get_unmapped_area(…

VMA的操作接口

地址空间布局

代码段 · 数据段 · 堆

地址空间布局代码段

brk()系统调用 · 堆的扩展与收缩 · 堆与VMA的关系

堆的管理brk

内存映射(mmap)

mmap系统调用原理 · 文件映射与匿名映射 · 映射的权限控制

mmap内存映射

munmap与内存解映射

munmap系统调用 · VMA的拆分与合并 · 地址空间回收

munmap内存解映射

页表与地址转换

四级页表结构 · TLB的作用 · 缺页异常处理流程

页表地址转换

缺页异常(Page Fault)

缺页异常分类 · do_page_fault()函数 · 写时复制(COW)

物理内存分配器

伙伴系统(Buddy System) · slab分配器 · 页分配与释放

物理内存分配器Buddy

页回收与交换

页面置换算法 · kswapd内核线程 · 匿名页与文件页回收

页回收交换

内存压缩与碎片整理

内存碎片问题 · lru链表 · 内存规整(compaction)

内存压缩碎片整理

进程地址空间与文件系统

文件页缓存 · 内存映射文件 · 直接I/O与缓冲I/O

进程地址空间文件系统

共享内存与进程间通信

共享内存机制 · mmap共享映射 · System V共享内存

共享内存进程间通信

内存控制组(Memcg)

Cgroup内存子系统 · 内存限制与统计 · OOM Killer

Memcg内存控制组

透明大页(THP)

大页机制 · 透明大页的合并与拆分 · 大页性能影响

THP透明大页

内存热插拔与NUMA

NUMA架构 · 内存节点(node) · 内存域(zone)

NUMA内存热插拔

内核内存分配器

kmalloc/vmalloc区别 · slab/slub/slob分配器 · 内存池

内核内存分配器kmalloc/vmal…

内存屏障与一致性

内存屏障指令 · DMA与一致性 · 写合并与写缓冲

内存屏障一致性

调试与追踪内存问题

kmemleak · slabinfo · /proc/meminfo

调试追踪内存问题

内存安全与防护

栈保护 · 堆保护 · 地址空间布局随机化(ASLR)

内存安全防护

用户态内存管理

malloc/free实现原理 · ptmalloc/jemalloc/…

用户态内存管理malloc/free

内核态内存调试

ftrace · kprobe · eBPF内存追踪

内核态内存调试ftrace

内存性能优化

页面着色 · 预取策略 · 大页配置

内存性能优化页面着色

容器与虚拟化内存

KVM内存虚拟化 · 容器内存隔离 · cgroup与namespace

容器虚拟化内存

内存管理最新特性

folio · mglru · damon

内存管理最新特性folio

分析一个进程的地址空间 · 内存泄漏排查 · OOM问题定位

综合实战分析一个进程的地…